DE2041213A1

DE2041213A1 - Unterbrecher fuer Hydraulikkreise

Info

Publication number: DE2041213A1
Application number: DE19702041213
Authority: DE
Inventors: Boyadjieff George Ivan; Vick Ralph Lewis; Ausdal Robert Kline Van
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-08-19
Filing date: 1970-08-09
Publication date: 1971-02-25
Also published as: GB1267310A; FR2058370B1; JPS4914806B1; FR2058370A1; US3568705A

Description

Tr. Ir:., r. N,.v*?ndank -

[.··!.!.. 1λ-₀: H. Haudc

DipLPhys. W. Schmilz

t München 15,Mo«arls«>.23

The Bendix Corporation

Executive Offices "

Bendix Center 19. August 1920

Southfield, Michigan 48075/ USA Anwaltsakte: M-1288

Unterbrecher für Hydraulikkreise

Die Erfindung betrifft Unterbrecher bzw. Blockiergeräte für \ Hydraulikkreise, welche insbesondere verwendbar sind zur Unterbrechung der Schaltkörper oder entspreehender,hydraulische Geräte beschickender, unter Druck stehender Druckmittelleitungen, falls in deren Druckmittelkreis ein Bruch oder eine beträchtliche Leckage auftritt.

Bei seit kurzem verfügbaren und bei in Entwicklung stehenden ■ I Flugzeugen werden zahlreiche, voneinander getrennte hydraulische Schaltkörper verwendet, um Steuerflächen, das Getriebe für das Landefahrwerk und andere hydraulisch betätigbare Geräte zu beaufschlagen und auszulösen. Im Falle von Schaltkörpern für Steuerflächen hat es sich durchgesetzt, parallel geschaltete Betätigungsund Schaltkörper zur Sicherheitssteuerung zu verwenden, falls einer der Schaltkörper ausfällt oder verklemmt. In diesem Fall übernimmt ein anderer teilweise oder vollständig die Betätigung der Steuerfläche. Die große Anzahl hydraulischer Schaltkörper erfordert natürlich, daß eine unter Druck stehende Hydraulik-

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quelle paterQualität zur Verfügung steht. Es ist offensichtlich, daß der Verlust eines beträchtlichen Anteils des verfügbaren Hydraulikmittels die Arbeitsweise einer Anzahl dieser Schaltkörper beeinträchtigt, selbst wenn die genannte Doppelsicherung vorgesehen ist. Es besteht deshalb der Bedarf an Geräten, durch welche ein Verlust oder eine Leckage des Druckmittels abgefühlt wird und welche gewisse Kanäle blockieren, um diesen Druckmittelverlust so auszugleichen, daß ein genügender Druckmittelvorrat zur Betätigung anderer Steuerflächen verbleibt, selbst wenn eine oder mehrere ohne Beaufschlagung oder Betätigung sein mögen und andererseits sollten Steuerungs- und Abfühlgeräte der genannten Art keine beträchtlichen Probleme aufwerfen, was ihre Arbeitsweise als auch ihren Sicherheitsfaktor betrifft.

Beim für Hydraulikkreise geeigneten Unterbrecher bzw. Blockiergerät nach der vorliegenden Erfindung ist innerhalb eines Gehäuses ein Druckmitteleinlaß und ein Druckmittelauslaß vorgesehen. Eine Kolbenanordnung ist innerhalb des Gehäuses aus einer Normallage in eine geschlossene Lage bewegbar. In der Normallage vermöglicht ein in einem Hauptkolben befindlicher Kanal, daß das Druckmittel von einem Kanal zum anderen fließt, während in geschlossener Position der Hauptkolben den Auslaßkanal blockiert. Der genannte Unterbrecher für Hydraulikkreise ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß das Gehäuse eine Druckmittelrückführungsleitung aufweist, daß innerhalb der Kolbenanordnung der Hauptkolben verschiebbar im Gehäuse gelagert ist, während wenigstens zwei weitere Hilfs-Kolbenelemente durch eine gemeinsame Stange getragen und verschieb! bar innerhalb des Hauptkolbens gelagert sind, wobei sie durch eine

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Feder elastisch in Richtung eines Endes des Hauptkolbens gedrückt werden, daß der Kanal von Einlaßleitung zur Auslaßleitung örtlich durch eine Kante eingeschnürt ist, wobei auf beiden Seiten der Kante öffnungen im Hauptkolben die Verbindungen zwischen jeder der Einlaß- und Auslaßleitungen und den gegenüberliegenden Flächen des ersten der Hilfskolbenelemente herstellen, während das zweite Hilfskolbenelement in normaler Weise so angeordnet ist, daß die Verbindung zwischen der Einlaßseite des ersten Hilfskolbenelements und einem Ende des Hauptkolbens hergestellt ist, daß das zweite Hilfskolbenelement mif dem ersten Hilfskolbenelement in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher die Verbindung unterbrochen ist und eine öffnung zwischen dem Ende des Hauptkolbens und der Druckmittelrückleitung hergestellt ist, daß eine Druckmittelkammer nahe der gemeinsamen Stange mit einer öffnung versehen ist, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels aus der Kammer steuert, wodurch bei Auftreten einer Leckagejbtrömungsjabwärts der Auslaßleitung der dabei entstehende Druckunterschied des Druckmittels über der Kante über das erste HiEskolbenelement abgefühl't wird, um dieses als auch das zwäte Hilfskolbenelement nach rechts gegen die elastische Kraft der Feder zu bewegen, was mit einer durch die öffnung steuerbaren Geschwindigkeit geschieht, bis das zweite Hilfskolbenelement seine zweite Position erreicht hat, in welcher der Hauptkolben durch die Kraft des Drucks in der Druckmitteleinlaßleitung von der Normallage in die geschlossene Lage bewegt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Unterbrecher so aufgebaut, daß ein Sperr- und Rückschlagventil in der Druckmittelrückführungsleitung angeordnet ist, daß

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ein Versagen der Rückführung abfühlender Kolben koaxial mit der Stange angeordnet ist, und daß Kanäle die gegenüberliegenden Seiten des abfühlenden Kolbens über das Rückschlagventil verbinden, so daß bei Auftreten eines beträchtlichen Druckverlustes strömungsaufwärts der Rückführungsleitung das Rückschlagventil geschlossen wird, während der das Versagen abfühlende Kolben den Druckunterschied über dem Rückschlagventil abfühlt und sich, die Feder

' zusammendrückend, bewegt, daß dabei die Stange verlagert wird, und daß das zweite Kolbenelement die Verbindung zwishen der Druckmit-' teleinlaßöffnung und dem Ende des Hauptkolbens blockiert, wodurch der an diesem Ende wirkende Hochdruck freigegeben und der Haupt-I kolben in die zweite Position bewegt wird.

Aus der vorgehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß der Unterbrecher für Hydraulikkreise einen Hauptkolben aufweist, welcher als Druckleitungsabsperrventil und als Strömungsgeschwindigkeit ! und Mengenfühler arbeitet, Der Unterbrecher kann auch in der } Rückleitung ein Absperr- bzw. Rückschlagventil aufweisen. Die

^ Einheit ist so wirksam, daß sie die Druckmittelverbindung von einer W

Quelle zu einem strömungsabwärts liegenden Gerät blockiert, wenn

. entweder ein zu großer Druckzufluß oder ein Verlust in der Rückführungsleitung auftritt. Beide Fälle erfordern, daß eine bestimmte Menge des Druckmittels durch den Unterbrecher hindurch-

! fließt, nachdem vor Auslösung der Einheit ein Verlust abgefühlt wurde.

• Der Fühler für die Strömungsmenge und Strömungsgeschwindigkeit

! ist wirksam, indem er den Druckabfall der Speiseleitung über eine

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Kante am Hauptkolben abfühlt. Dieser Druckabfall, eine Quadrat- _f

i wurzelfunktion der ZufUhrungsgeschwindigkeit, treibt einen kleinen!

Hilfskolben gegen ein geschlossenes Volumen des Druckmittels.

Dieses Medium strömt durch eine einschnürende Öffnung und zwar

mit einer Geschwindigkeit, welche proportional zur Quadratwurzel des entwickelten Druckes ist. Der erzeugte Druck steht zum Druckabfall der Speiseleitung in einer Beziehung, welche durch das Flächenverhältnis der Kolben bestimmt ist, wesehalb er sich aufhebt. Die Strömung durch die einstörende öffnung ist direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Druckmittels. Somit wird ein Maß für die Menge des zugeführten Druckmittels erreicht.

Die Kolben werden durch eine eingeschlossene Feder vorgespannt, wodurch die Auslöse-Strömungsgeschwindigkeit bestimmt wird. Bei einem Druckabfall unterhalb der Federvorspannung tritt keine Kolbenbewegung auf. Beim Druckabfall über der Federvorspannung bewegt sich der Kolben mit einer Geschwindigkeit, welche proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Druckmittels ist, und damit erreicht der Kolben das Ende seiner Bewegung bei einer bestimmten Menge der Druckmittelströmung. Die Kolbenstange trägt auch kleine Pendelventile, welche den Speisedruck an den Enden des Hauptkolbens anlegen. Am Ende des die Menge messenden Arbeitstaktes wird der Hauptkolben vom Speisedruck aus der geöffneten Lage in die geschlossene Lage bewegt. Wenn der Hauptkolben sich schließt, verringert er den Unterbrecher des Hydraulikkreises in der eingestellten Lage und verhindert einen erneuter Ablauf. Die Heueinstellung des Unterbrechers geschieht automatisci

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wenn der Speisedruck durch Abschalten der maschinengetriebenen Pumpe auf Null reduziert ist. Die vorgespannte Feder treibt die einzelnen Körper in ihre Ausgangslage zurück. Falls die überlast-Strömungsmenge nicht ausreicht, um vollständig die Kolben zu verlagern und falls der Speiseleitungsdruck unter den Druckschwellenwert absinkt, stellt die Feder die Körper wieder In ihre Lage zurück. Auf diese Weise wird vermieden, daß durch eine Reihe von vorübergehenden Überlastungen, so durch bei in den Leitungen befindlicher Luft ausgelöstem Anlaßstrom in zu groß bemessenen Anteilen, der Unterbrecher ausgelöst wird.

Ein Versagen in der Rückleitung wird abgefühlt, indem der Druckbzw. !

abfall über dem Absperr ^Rückschlagventil in der Rückführungsleitung abgefühlt wird. Wenn das Rückschlagventil sich schließt und wenn ! die Lastseite des Rückleitungsdruckes einen bestimmten Betrag unteif

dem Speioherdruck absinkt, schaltet der Fühler für das Versagen des Rtickleitungsdruckes die Auslösefeder vom Fühler des Speisestroms ab. Wenn sich die Menge des Speisestromes bis zur Auslösemenge unter dieser Bedingung speichert, wird der Unterbrecher des Hydraulikkreises ausgelöst. Der Strömungsfühler kann nicht länger neu eingestellt werden; er spricht jedoch bei einer bestimmten, angesammelten Menge an, wenn ein Versagen In der Rückführung auftritt. Dieses Ansprechen bei einem gespeicherten Speisestrom ist für ein Versagen in der Rückführung bzw. Rückleitung erforderlich, da ι- eine zu große Strömung wegen des Versagens der Rückleitung nicht stattfindet.

Der Unterbrecher für Hydraulikkreise fühlt entweder eine zu große

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_fStrömung ab, welche einen Verlust strömungsabwärts vom Unter- ,

brecher anzeigt, wobei diese Leitung abgesperrt wird, oder er ! spricht auf ein Versagen in der Rückleitung an und schließt diese _: • ab. Er stellt sich in normaler Arbeitsweise zurück, wenn das System abgeschaltet ist, da der Speisedruck auf Null reduziert wird. Solange jedoch kein beträchtlicher Speisedruck vorherrscht, stellt eich der Unterbrecher nicht zurück, weshalb bei normalem Betrieb keine unabsichtliche Einstellung vorgenommen wird. Die Rückstellung bzw. Einstellung geschieht normalerweise ohne besondere Bedienung durch das Personal. Das Gerät reagiert nicht auf kurzzeitige Druckveränderungen und verursacht kein vorzeitiges Abschalten,. , da eine beträchtliche Menge der Strömung beidseitig mit einem niederen Druck strömungsabwärts des Schaltkörpers vorhanden sein muß, bevor die Blockierung bzw. Abschaltung vorgenommen wird.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

; Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Unterbrechers für Hydraulikkreise;

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht in vergrößertem Maßstab des in ausgelöstem Zustand befindlichen Unterbrechers gemäß ".■■■■ Fig. 1 der Zeichnungen;

; Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsfom : des Unterbrechers;

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I ·■■■:■ ■ ■■ ■ - 8 - ;.

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Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht des in Fig. 3 dargestellten ι Gerätes bei Auslösung nach Maßgabe eines Versagens in der Druck- ; leitung;

| Fig. 5 ist eine Teilschnittansicht des in Fig. 3 dargestellten ! Gerätes unter Darstellung der Auslöseposition bei An- \ sprechen auf ein Versagen des Druckes in der Rückführungsleitung.

, In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Kreislaufunterbrecher in Schnittdarstellung innerhalb eines Gehäuses 10 dargestellt. Arbeits- bzw. Druckmittel aus einer Hochdruckquelle tritt in einen Einlaßkanal 12 ein, von wo das Druckmittel mit einer zylindrischen Kammer in Verbindung steht. Ein Auslaßkanal 16 steht mit einem Schaltkörper oder einem anderen strömungsabwärts des Gehäuses 10 befindlichen Gerät in Verbindung; der Auslaßkanal 16 ist gleichfalls mit der zylindrischen Kammer 14 in Verbindung. Innerhalb der Kammer 14 ist ein Kolbenkörper 18 axial bewegbar. Auf der Außenfläche des Kolbenkörpers ist ein Vorsprung 20 vorgesehen, welcher mit der Fläche der zylindrischen Kammer 14 zusammenwirkt, um einen zur Bemessung dienenden Kanal zu bilden. Ein Paar von öffnungen 22 und 24 stehen mit dem Inneren des Kolbens 18 in Verbindung. Innerhalb des Kolbens ist eine zylindrische Kammer 26 und ein weiterer Kolben 28 vorgesehen, welcher innerhalb dieser Kammer hin- und herbewegbar ist. Der Kolben 28 ist auf einer Welle 30 angebracht, auf welcher gleichfalls Kolben 32 und 34 angeordnet

! sind. Ein Spindelkörper 36 am linken Ende enthält eine Federhalterung 39· Am entgegengesetzten Ende ist ein größerer Kolben 38

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innerhalb eines Zylinders 4o vorgesehen. Der Zylinder 40 ist in einer Erweiterung des Kolbens 18 ausgebildet. Im Kolben 38 ist eine öffnung 42 vorgesehen. Gleichfalls Innerhalb des Kolbens 18 ist eine zylindrische Kammer 44 angeordnet, welche mit einer Kammer 46 in Verbindung steht. Eine öffnung 48 des Kolbens steht mit einer größeren Kammer 50 außerhalb des Kolbens in Verbindung. Eine weitere kleine und zylindrische Kammer 52 ist gleichfalls ! innerhalb des Kolbens 18 angeordnet; diese . steht mit der zylin- <

drische Kammer 26 als auch über einen Kanal 56 mit einer im Durchmesser größeren Kammer 54 in Verbindung, Eine Feder 58 ist , innerhalb einer Kammer 60 im Gehäuse 10 angeordnet und drückt den Kolben 18 von der Federhalterung 59 nach rechts. In der zylindrische Kammer 16 ist ein verschiebbarer Ventilkörper 62 angeordnet, welcher über einen Kanal 64 mit dem Rückstrom des Druckmittels in der Rückleitung 66 in Verbindung steht. Ein Rüeksehlag- bzw. Sperrventil 68 in der zu einem (nicht dargestellten) Speicher führenden Rückleitung 66 wird mit Hilfe einer Feder JO elastisch gegen den Druck der Rückleitungsseite des Betätigungsgerätes in Leitung 69 gehalten. Kammern 50 und 60 stehen über Leitungen 72 und 74 mit der Lastseite der Rückleitung in Verbindung.

Bei normalen Arbeitsbedingungen wird der Strom im EinlaSkanal 12 zum Auslaßkanal l6 über den Vorsprung 20 auf diejenige Menge begrenzt, welche durch die Verlagerung des zugehörigen Sehalt- und Betätigungskörpers erforderlich ist. Der Druckabfall über dem Vorsprung 20, welcher durch den Kolben 28 abgefühlt wird, reicht nicht aus, um eine beträchtliche Bewegung des Kolbens 28 und damit der Welle J50 zu bewirken. Im Falle einer beträchtliciien . - IO -

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Leckage strömungsabwärts des Vorsprunges 20 steigt der Druckabfall über dieser öffnung beträchtlich an, wodurch der Kolben 28 beginnt, sich nach rechts zu bewegen. Wenn der Kolben 28 die Welle 30 nach rechts trägt, trägt er gleichfalls den Kolben 38 in der zylindrischen Kammer 40 mit einer Geschwindigkeit, welche durch den Durchmesser der öffnung 42 gesteuert wird. Die öffnung 42 ist so bemessen, daß die Strömung durch diese Einschnürung direkt proportional zur Zuflußgeschwindigkeit des Druckmittels ist. Somit ist die Bewegung des Kolbens ein Maß für die Strömungsmenge, welche den Vorsprung 20 passiert. Wenn sich die Welle 30 nach rechts bewegt, trägt sie mit sich die Kolben 32 und 34, welche bei Annäherung an das Ende Ihrer Bewegung gewisse Kanäle öffnen und andere Kanäle schließen, um einen Wechsel in an den verschiedenen Druckflächen des Kolbens 18 wirkenden Drücken herbeizuführen. Wenn sich der Kolben 32 nach rechts bewegt, blockiert er die Verbindung (Fig. 2) zwischen Einlaßkanal 12 und Kammer und4Jffnet gleichzeitig die Verbindung zwischen Kammer 52 und Rückdruckleitung 74. Wenn sich der Kolben 34 nach rechts bewegt, |

unterbricht er in entsprechender Weise die Verbindung zwischen den Kammern 44 und 46 und dem Kanal 48, der mit dem Niederdruck im Kanal 50 in Verbindung steht und öffnet die Verbindung zwischen; den Kammern 44 und 46 und einem höheren Druck im Auslaßkanal X6. ; Auf diese Weise kann der höhere Druck im Kanal 16 in Kammer 46 eingeführt werden, während gleichzeitig der Druck in der Kammer ;

54 auf einen Rückleitungsdruck reduziert wird. Dieser Druckunterschied bewegt den Kolben l8 nach links, so daß dieser eine Position erreicht, in welcher er vollständig die Ausströmung aus dem Kanal 16 gemäß Fig. 2 der Zeichnungen blockiert bzw. absperrt·

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Ein beträchtlicher Verlust des Druckmittels kann auch bei einem Bruch in der Rückleitung 69 auftreten, wenn der in der RUckleitung 69 abgefUhlte Druck auf einen niederen Wert absinkt wird dieser Druckverlust über Leitungen 72 und 74 mit den Kammern 50 und 60 in Verbindung gebraht. Da der Kolben bzw. Ventilkörper 62 eine beträchtliche Fläche aufweist, welche _ mit einem

niederen, jedoch immer noch bedeutenden Druck in der Leitung 66 in Verbindung steht, wird der Ventilkörper 62 nach rechts verlagert und trägt die Ventilhalterung 39 mit sich, um die Vorspannung am Kolben 28, verursacht durch die eingespannte Feder 58, abzunehmen. Der Kolben 28 ist zusammen mit der Einschnürung bzw. öffnung 42 wieder wirksam, um die Strömung über dem Vorsprung 20 zu bemessen, wenn sich der Kolben bewegt. Wenn eine bestimmte Strömung stattgefunden hat, erreicht er eine Position, in welcher der höhere Druck aus dem Kanal l6 mit den Kammern 44 und 46 in Verbindung gebracht wird, während der Druck in der Kammer 54 über" die Leitung 74 abgelassen bzw. abgebaut wird. Dieser Druckunterschied drückt den Kolben 18 nach links, so daß er die Veroindung zwischen den Kanälen 12 und l6 gemäß Fig. 2 der Zeichnungen blockiert. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fign. 3, 4 und 5 der Zeichnungen dargestellt. Fig. 3 der Zeichnungen stellt eine Schnittansicht des Gerätes in normaler Position dar. Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht desselben Gerätes mit den einzelnen Teilen in Auslöseposition bei Ansprechen eines Versagens in der Druckleitung. Fig. 5 der Zeichnungen ist eine entsprechende Teilschnittansicht mit den Teilen, nach_dem das Gerät auf ein Ver-.sagen in der Rückleitung angesprochen hat.

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Gemäß Fig. 3 der Zeichnungen wird über eine Einlaßleitung 8O Druckmittel unter hohem Druck einem Gehäuse 82 über eine öffnung 84 zugeführt. Die öffnung 84 verbindet das Druckmittel mit einer zylindrischen Kammer 86. Mit der zylindrischen Kammer 86 ist gleichzeitig eine Kammer 88 in Verbindung, die an eine Druckauslaßleitung 90 angeschlossen ist. Über diese Leitung wird das Druckmittel einem Schalt- bzw. Betätigungskörper zugeführt. Eine weitere Leitung 92 dient dazu, den Rückstrom vom zugehörigen Betätigungsoder Schaltkörper aufzunehmen. Der Rückstrom wird über Leitungen 93 einem (nicht dargestellten) Speicher zugeführt; dies geschieht über ein Rückschlag- bzw. Sperrventil 94, welches mit Hilfe einer Feder 96 gegen den Druck des Rückstromes gespannt ist.

Ein zylindrischer Kolben 98 iäbin der Kammer 86 hin- und herbewegbar gelagert und weist an seiner Außenseite einen Zacken bzw. Vorsprung 100 auf, welcher mit der Wandung der Kammer 86 zusammenwirkt und eine Einschnürung bestimmter Fläche bildet. Innerhalb des Kolbens 98 ist eine zylindrische Kammer 102 angeordnet. Ein zeitlich gesteuert arbeitender Kolben 104, welcher die gleiche Funktion wie der Kolben 28 gemäß Fig. 1 der Zeichnungen besitzt, ist innerhalb der Kammer 102 bewegbar. Die linke Seite des Kolbens 104 ist mit dem Einlaßdruck in der öffnung 84 über einen Kanal 106 in Verbindung, welcher zu einer durch eine Nut I08 auf der Fläche des Kolbens 98 gebildeten Kammer führt. Diese Kammer ist ihrerseits mit der linken Seite des Kolbens 104 über öffnungen 110 verbunden. Auf der rechten Seite des Kolbens 104 steht die Kammer 102 über einen Kanal 112, eine durch eine Nut II8 in der Fläche eines Kolbens 120 gebildete Kammer, eine öffnung 122 und

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eine Einschrliiiig bzw. öffnung 124 mit der Druckauslaßöffnung 88 in Verbindung.

Der Kolben 104 ist auf einer Stange 126 angebracht. Diese trägt gleichzeitig einen länglichen, im Durchmesser kleineren Kolben 128, einen kleineren Kolben 130 und eine Federhaiterung 132*

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welche eine Feder 134 zwischen sich selbst und einer Verlängerung ■ 13β des Kolbens 98 hält. Die Feder ist dabei innerhalb einer im Durchmesser kleinen Kammer 138 des Gehäuses 82 verlagerbar. ■ In der Kammer 138 ist gleichfalls ein Kolben I4o bewegbar, welcher , an seinem linken Ende über die Leitung 142 mit dem Speicherdruck I in Verbindung steht. Eine Leitung 144 verbindet über einen kurzen Kanal 146 die Kammer I38 mit einer Rückführungsleitung 92. Eine ringförmige Kammer I50, welche zwischen dem Ende des Kolbens 98 und einem Flansch am Kolben 120 vorgesehen ist, steht über eine Leitung 148 gleichfalls mit dem Kanal 146 in Verbindung. Mehrere kleine öffnungen 152 stellen die Verbindung zwischen der ringförmigen Kammer 150 und einer großen Kammer 154 her. Die große Kammer 154 ist am rechten Ende des Kolbens 120.

Wenn das System gemäß Fig. 3 normal arbeitet, befindet es sich in der dargestellten Lage, in welcher eine begrenzte Menge des Druckmittels über die Einschnürung zwischen der Innenwand der Kammer 86 und der Kante bzw. dem Vorsprung 100 geführt werden kann« Ein hoher Druck aus Einlaßöffnung 84 wird über Kanäle I06 und 110 : und die Nut I08 zur linken Seite des Kolbens 104 geleitet, von wo das Druckmittel durch einen ringförmigen Kanal 156 und eine öffnung

158 zum linken Ende des Kolbens 98 strömt. Da die Kammer 150 am '■"" " ΪΟΪ809/1517

rechten Ende des Kolbens 98 an den RückfUhrungsdruck angeschlossen ist, hält ein beträchtlicher Druckunterschied den Kolben 98 in dargestellter Weise nach rechts gelagert. Falls ein Bruch oder eine beträchtliche Leckagektrömungsabwärts der öffnung 88 auftreten sollte, erscheint ein relativer Druck an der strömungsabwärts liegenden Seite des Vorsprunges 100; dieser Druck wird über den Kanal 112, dem Kanal II8, die radial sich erstreckende öffnung und die öffnung 124 in der Kammer 102 an der rechten Seite des Kolbens 104 wirksam. Entsprechend wird eine verstärkte Strömung über der Kante bzw. dem Vorsprung 100 mit verstärktem Druckgefälle erzeugt. Diese verstärkte Druckabnahme beginnt, den Kolben 104 nach rechts zu verlagern. Der Rückdruck wird in den Kammern 158 und 150 durch die Kanäle 144, 146 und 148, und über die öffnungen an der Kammer 154 gehalten. Wenn sich der Kolben 104 nach rechts bewegt, trägt er die Welle bzw. die Stange 126, den Kolben IjJO und die Federhalterung 1J52 mit sich, wobei die Feder 1^4 zusammengedrückt wird. Wenn sich der Kolben dem Ende seiner Bahn nähert, passiert der Kolben 130 die öffnung 158 und ermöglicht, daß der hohe Einlaßdruck am linken Ende des Kolbens 98 in die Kammer gelüftet wird, welche sich auf RUckleitungsdruck befindet. Der Kolben 128 bewegt sich gleichfalls nach rechts. Wenn er sich schließlich der Entwandung der Kammer 154 (Fig. 5) nähert, dann öffnet er einen ringförmigen Kanal, welcher mit dem radialen Kanal bzw. der öffnung 122 in Verbindung steht und welcher die öffnung 124 umgeht. Somit wird der Druck an der rechten Seite des Kolbens 104 zur Auslaßleitung 88 abgelassen. Wenn eine größe Leckage strömungsabwärts der Auslaßöffnung 88 auftritt, sinkt der Druck an der rechten Seite des Kolbens 104 auf einen sehr niederen Wert

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ab, während der Druck an der linken Seite durch den Vorsprung auf einen höheren Wert gehalten wird. Wenn der Kolben 128 am Ende der Kammer 154 aufliegt, wird der hohe Druck an der linken Seite des Kolbens 104 wirksam, um den Kolben 28 nach links auf maximaler Strecke zu bewegen, wobei die Öffnung 88 blockiert wird. Der Kolben 120 beginnt auch, sich nach links zu verlagern, da an seiner rechten Fläche der Rückleitungsdruck anlegt und da in der Kammer 102 ein sehr geringer, dagegen wirkender Druck vorherrscht. Wenn die Öffnung 88 blockiert ist, steigt der Druck an der rechten Seite des Kolbens 104 auf einen Wert an, welcher sich dem Speise- bzw. Vorratsdruck nähert, da eine Verbindung durch die Öffnung 112, die Nut 118, die Öffnung 122 und die Öffnung 124 hergestellt ist. Dieser verstärkte Druck preßt nunmehr den Kolben 120 nach rechts, wobei die Öffnungen schließlich die in Fig. 4 der Zeichnungen dargestellte Lage einnehmen.

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Das Gerätgsrnäß Fig. 3 der Zeichnung blockiert auch die Strömung, wenn eine beträchtliche Leckage oder Bruch in der Leitung 22 zwischen dem zugehörigen Betätigungskörper oder anderem Schaltkörper und dem Sperrventil 94 stattfindet. An dieser Lage tritt eine beträchtliche Reduzierung des Druckes in der Leitung 92 auf, während der Druck in der Rückführungsleitung zum Speicher 95 auf einem beträchtlichen Wert verbleibt. Dieser Druckunterschied I bewirkt, daß das Rückschlag- bzw. Absperrventil 9^ geschlossen ' gehalten wird, während der abgesenkte Druck in der Leitung 92

j
über Leitungen 144, 146, 148 mit den Kammern 138 und I50 in

! Verbindung gebracht wird. Der Druckunterschied erscheint auch über dem Kolben 140 und verlagert diesen nach rechts. Dabei wird die ί Feder 134 zusammengedrückt, während die Stange 126 mit den Kolben

j 104, 128, 130 nach rechts^ewegt wird. Auch in diesem Fall wird die Bewegungsgeschwindigkeit bzw. das Ausmaß der Bewegung des Kolbens 104 durch den Querschnitt der öffnung 124 und das darüber entstehende Druckgefälle begrenzt, so daß eine beträchtliche ' Strömung über dem Vorsprung 100 auftritt, bevor der Kolben 128

. am rechten Ende der Kammer 1^4 aufliegt. Wenn sich der Kolben

nach rechts bewegt, passiert er die öffnung I58 und unterbricht ' die Verbindung zwischen dem Einlaßdruck an der linken Seite des Kolbens 104 und dem linken Ende des Kolbens 98. Bei weiterer Bewegung öffnet er die Verbindung zwischen dem linken Ende des !Kolbens 98 und der Kammer I38. Dadurch wird der hohe Druck, ; welcher am linken Ende des Kolbens 98 wirkt, in die Kammer I38, welche dush die Leckage in Leitung 92 auf einen sehr niederen Druck liegt, freigegeben. Wenn der Kolben 128 blockiert ist, kann sich der Kolben 104 nicht weiter nach rechts bewegen. Der Einlaß-

. - 17 -

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-.17.-druGk verlagert daraufhin den Kolben 98 in seine Endlage der Bewegung nach links, wobei die Auslaßöffnung 88 blockiert wird. Da der Einlaßdruck über Leitung 112, die ringförmige Kammer 118, den Kanal 122 und die Öffnung 124 geleitet wird, wird der Kolben 120 in der in Fig. 5 der Zeichnung dargestellten Lage gehalten. Die bewegbarenTeile verbleiben alle in dieser Position, bis der Einlaßdruck abgeführt ist, wodurch eine möglicherweise unabsichtlich auftretende Nachstellung oder Verstellung vermieden wird.

Aus der Beschreibung ist offensichtlich, daß die beiden dargestellten Vorrichtungen wirksam sind, um die Strömung des Druckmittels zu blockieren, wenn Leckageverluste beträchtlicher Größe stattfinden. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß die Arbeit des zugehörigen Hydrauliksystems nicht unterbrochen oder durch normale Anlaßströme oder normale Leckagen, wiesle bei Servoventilen etc. erwartet werden, beeinträchtigt wird. Wenn eine beträchtliche Leckage abgefühlt ist, wird durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen die Strömungsmenge entlang der Meßöffnung bemessen, bevor der Auslaß geschlossen wird. Die Geräte werden nicht nachgestellt, bis der Vorratsdruck abgeführt ist.

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Claims

/ti Dr. Ing. H. Negendank Dipl. Ing. H. Heuck Dipl. Phys. W. Schmitz •Mündi«ft1S,Ma*«rfetr.23 UI.S36MM The Bendix Corporation Executive Offices Bendix Center 19· August 1970 Southfield, Michigan 48075* USA Anwaltsakte: M-1288 Patentansprüche

1.!unterbrecher für Hydraulikkreise mit einem eine Druckmittel- "^T einlaßleitung aufweisenden Gehäuse, einer Druckmittelausüaßlei- ι

tung und mit einer Kolbenanordnung, welche aus einer Normallagej in eine geschlossene Lage bewegbar ist, wobei in der Normallagej der Kolbenanordnung ein in einem Hauptkolben angeordneter Kanal! die Verbindung des Druckmittels von der Druckmitteleinlaßleitung zur DruckmittelauslaQleitung herstellt, während in der geschlossenen Position der Hauptkolben die Druckmittelauslaßleitung schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Druckmittelrückführungsleitung (69) aufweist, daß innerhalb der Kolbenanordnung der Hauptkolben (18) verschiebbar im Gehäuse (10) gelagert ist, während wenigstens zwei weitere Hilfs-Kolbenelemente (28, 32, Jk) durch eine gemeinsame Stange (30) getragen und verschiebbar innerhalb des Hauptkolbens gelagert sind, wobei sie durch eine Feder (58) elastisch in Richtung eines Endes des Hauptkolbens gedrückt werden, daß der Kanal von Einlaflleitung zur Auslaßleitung örtlich durch eine Kante (20) eingeschnürt ist, wobei auf beiden Seiten der Kante

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öffnungen (22, 24) im Hauptkolben (l8) die Verbindungen : zwischen jeder der Einlaß- und Auslaßleitungen (12, 16) und den gegenüberliegenden Flächen des ersten (28) der Hilfs-i kolbenelemente herstellen, während das zweite Hilfskolbenelement (j52) normalerweise so angeordnet ist, daß die Verbindung zwischen der Einlaßseite des ersten HilfskoTbenelements (28) und einem Ende des Hauptkolbens (18) hergestellt ist, daß das zweite Hilfskolbenelement mit dem ersten Hilfskolbenelement (28) in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher die Verbindung unterbrochen ist und eine öffnung zwischen dem Ende des Hauptkolbens (18) und der DruckmittelrUckleitung (69)hergestellt ist, daß eine Druckmittelkammer (40) nahe der gemeinsamen Stange 00) mit einer öffnung (42): versehen ist, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels aus der Kammer (4o) steuert, wodurch bei Auftreten einer Leckage^trömungsabwärts der Auslasleitung der dabei entstehende Druckunterschied des Druckmittels über der Kante? (20) über das erste Hilfskolbenelement (28) abgefühlt wird, um dieses als auch das zweite Hilfskolbenelement 02) nach rechts gegen die elastische Kraft der Feder (58) zu bewegen, was mit einer durch die öffnung (42) steuerbaren Geschwindig-» keit geschieht, bis das zweite Hilfskolbenelement (32) seine zweite Position erreicht hat, in welcher der Hauptkolben (28) durch die Kraft des Drucks in der Druckmitteleinlaßleitung (12) von der Normallage in die geschlossene Lage bewegt wird.

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2. Unterbrecher für Hydraulikkreise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperr- und Rückschlagventil (68) in der Druckmittelrückführungsleitung (69) angeordnet ist, daß ein Versagen der Rückführung abfühlender Kolben (62) koaxial mit der Stange (30) angeordnet ist, und daß Kanäle (64, 74) die gegenüberliegenden Seiten des abfühlenden Kolbens (62) über das Rückschlagventil (68) verbinden, so daß bei Auftreten eines beträchtlichen Druckverlustes strömungsaufwärts der Rückführungsleitung (69) das Rückschlagventil (68) geschlossen wird, während der das Versagen abfühlende Kolben (62) den Druckunterschied über dem Rückschlagventil (68) abfühlt und sich, die Feder (58) zusammendrückend^ bewegt, daß dabei die

und
Stange (30) verlagert wird, /Üaß das zweite Kolbeelement (32) die Verbindung zwischen der Druckmitteleinlaßöffnung (12) und dem Ende des Hauptkolbens (l8) blockiert, wodurch der an diesem Ende wirkende Hochdruck freigegeben und der Hauptkolben (l8) in die zweite Position bewegt wird.

3· Unterbrecher für Hydraulikkreise nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gele nnzeichnet, daß die öffnung (42) in der Druckmittelkammer (4o) innerhalb eines größeren Hilfskolbenelements (38) gebildet ist, und daß das Hilfskolbenelement durch die gemeinsame Stange (30) getragen und in der Druckmit telkamraer (40) gegen ein Volumen von in dieser Kammer gehaltenem Druckmittel verlagerbar ist.

4. Unterbrecher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (124) in einer Leitung (122)

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angeordnet ist, welche mit einer das erste Hilfskolbenelement (1θ4) enthaltenden Kammer (102) in Verbindung steht.

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